Tulang dibentuk oleh tiga jenis sel utama: Osteoblas, osteosit dan Osteoklas.

Osteoblas:

Osteoblas memiliki inti sel tunggal atau mononukleat, dengan bentuk yang bervariasi pipih hingga bulat, menggambarkan tingkat aktivitas selular dan pada tahap lanjut dari proses maturitas sejalan dengan pembentukan tulang pada permukaan. Osteblas merupakan jenis sel mesenkimal yang berfungsi untuk pembentukan dan perkembangan tulang.

Osteoblas adalah sel pembentuk tulang yang turun dari sel osteoprogenitor. Mereka membentuk campuran protein yang dikenal sebagai osteoid, yang mengalami mineralisasi menjadi tulang. Osteoid terutama terdiri dari kolagen Tipe I.

Osteoblas juga memproduksi hormon, seperti prostaglandin, untuk bertindak pada tulang itu sendiri. Mereka memproduksi fosfatase alkali yaitu enzim yang berperan dalam mineralisasi tulang, serta banyak protein matriks. Osteoblas adalah sel-sel tulang dewasa, dan akhirnya menjadi terperangkap dalam matriks tulang menjadi osteosit, yang merupakan sel-sel tulang dewasa. Semua sel lapisan tulang adalah osteoblas.

Hormon jenis glukokortikoid secara langsung akan menginduksi apoptosis pada osteoblas dan osteosit, namun memperpanjang rentang hidup osteoklas. Efek glukokortikoid, termasuk penyakit yang ditimbulkan olehnya, dapat diredam dengan injeksi hormon PTH yang biasa digunakan bagi penderita osteoporosis.

Asupan hormon sitokina G-CSF yang merupakan regulator utama proses granulopoiesis juga dapat menginduksi apoptosis pada osteoblas serta menghambat diferensiasinya. Pada jangka panjang asupan G-CSF akan mengakibatkan osteopenia.

Osteosit:

Osteosit adalah sel-sel tulang dewasa yang berasal dari osteoblas, yang telah bermigrasi ke dalam dan menjadi terjebak dan dikelilingi oleh matriks tulang, diproduksi sendiri. Ruang yang mereka tempati dikenal sebagai lakuna. Osteosit memiliki banyak proses yang menjangkau memenuhi osteoblas dan osteosit lainnya mungkin untuk tujuan komunikasi. Fungsi mereka termasuk pembentukan tulang, pemeliharaan matriks dan homeostasis kalsium.

Sepanjang osteogenesis, osteoblas akan melepaskan osteoid disertai peningkatan pencerap inti DAX1 dan enzim GTPase, dan penurunan faktor transkripsi SOX4. sebelum terdiferensiasi menjadi osteosit. Sepanjang proses ini terjadi peningkatan. Osteosit memulai sekresi sklerostin setelah menjadi dewasa di dalam matriks osteoid yang mengalami mineralisasi. Simtoma hipoksia akan dengan cepat menginduksi kluster diferensiasi osteopontin pada osteosit melalui lintasan protein kinase C, dan memicu osteoklastogenesis yang menghasilkan osteoklas.

Osteoklas:

Osteoklas adalah sel-sel yang berfungsi untuk resorpsi tulang dan remodeling. Mereka sel-sel besar, berinti terletak pada permukaan tulang pada apa yang disebut lakuna Howship atau lubang penyerapan. Lakuna ini, atau lubang resorpsi, tertinggal setelah kerusakan pada permukaan tulang. Karena osteoklas berasal dari garis keturunan sel induk monosit, mereka dilengkapi dengan mekanisme fagositosis seperti mirip dengan makrofag yang beredar.

Meskipun osteoklas berasal dari sel punca jenis hematopoietik, diferensiasi menjadi osteoklas juga dapat dialami sel punca jenis embrionik, saat diberikan stimulasi hematopoiesis dan mielopoiesis seperti hormon vascular endothelial growth factor dan sitokina hematopoietik. Stimulasi semacam ini terhadap sel punca embrionik, akan menghasilkan populasi dengan ekspresi CD14, CD18, CD11b dan CD115 yang khas dari sel progenitor monosit/makrofag.

Ketika dilakukan kultur terhadap populasi tersebut dengan menggunakan hormon macrophage colony-stimulating factor dan receptor activator of nuclear factor-κB ligand (RANKL), akan terbentuk osteoklas yang memiliki banyak inti sel dengan ekspresi tartrate-resistant acid phosphatase dan kemampuan untuk melakukan resorpsi. Analisis molekular juga menunjukkan gen osteoklas seperti NFATc1, dan kluster diferensiasi cathepsin K, calcitonin receptor integrin αvβ3 dan aktin-F yang menjadi ciri osteoklas aktif.